由非对称配体构筑的新型配位化合物的合成、结构和性质研究

【摘要】：本论文利用四种不对称配体(3,4-吡啶二羧酸、2,5-吡啶二羧酸、4,5-咪唑二羧酸和1,2,4-苯三羧酸)与过渡金属离子和镧系金属离子合成新型骨架化合物,研究这类化合物的合成条件及规律,分析网络所属的拓扑类型,考察分子间作用力,配体的几何构型,辅助配体对于整个结构的影响等规律,探究分子自组装原理,探索新类型的拓扑结构,寻找拓扑类型和结构的内部联系,预言新型拓扑和新结构的形成、以及新物质结构和性能间的关系。 利用水热技术和水溶液合成方法,合成了29种新型的金属.有机骨架化合物,通过元素分析,IR,XRPD,TG和单晶X-射线衍射对晶体结构进行了表征,对化合物的热稳定性、磁学特性和荧光性质进行了初步研究。 1.利用3,4-吡啶二羧酸和不同构型的共配体与过渡金属,以及镧系金属在水热条件下反应,成功得到12个不同维数的骨架化合物,其中包括6个由过渡金属构筑的三维网络,3个由过渡金属构筑的二维层状网络,3个由镧系金属构筑的二维层状化合物,并考察了共配体的引入对所得化合物网络拓扑的影响。 [Zn(PDB)]_n (1) [Zn_2(PDB)_2(DMF)_3]_n (2) [Cd_3(PDB)_2(OH)_2(H_2O)_2]_n (3) [Cd_2(PDB)_2(H_2O)]_n (4) [zn_2(PDB)_2(4,4′-bpy)]·H_2O (5) [Ni(PDB)(4,4′-bpy)]·0.5H_2O (6) [Zn(PDB)(2,2′-bpy)]_n (7) [Cd(PDB)(2,2′bpy)]_n (8) [Cd(PDB)(1,10-phen)]_n (9) [La_2(PDB)_2(NO_3)_2(H_2O)_3] (10) [Sm(PDB)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·H_2O (11) [Dy(PDB)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·H_2O (12) 化合物1～4是由d~(10)金属直接和3地,4吡啶二羧酸构筑的具有三维结构的金属-有机骨架化合物,化合物5和6是在{M/PDB}体系中引入线性配体4,4'-bpy后形成的三维金属-有机骨架化合物,化合物7～9是由3,4-吡啶二羧酸和含氮螯合配体构筑的二维骨架化合物,化合物10～12是由3,4-吡啶二羧酸和镧系金属离子构筑的二维配位网络。化合物4是第一例由分子双层构筑的三维柱撑型开放式网络,化合物6是第一例由螺旋链